DE2736672A1 - Passive elektrooptische anzeigezelle - Google Patents

Description

• Passive eektrooptische Anzeigezelle
• 7 Seiten Beschreibung 6 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnung Die vorliegende Erfindung betrifft eine passive elektrooptische Anzeigezelle mit nematischem FlEssigkristall in Helixstruktur mit zwei durchscheinenden, Steuerelektroden tragenden Platten, zwischen denen das Flüssigkristall eingeschlossen ist, und mit zwei vor und hinter den Platten angeordneten Polarisatoren.
• Derartige Anzeigezellen mit Flüssigkristallen sind bereits bekannt.
• Diese Zellen zeigen schwarz an auf einem grauen Untergrund. Durch Verwendung eines oder mehrerer selektiver Polarisatoren ist es möglich, entweder den Untergrund oder die Anzeige, d.h. die Segmente, oder alle beide zu färben. Die erhaltenen Farben können vom Konstrukteur der Zelle nicht beherrscht werden, wenn er die Polarisatorennicht selbst herstellt. Andererseits ist es teuer, Polarisatoren zur Realisierung der Anzeigezellen mit besonderem Aussehen in kleiner Menge herzustellen.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Anzeigezelle der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß dem Flüssigkristall zur Bestimmung der Farbe des Anzeige-Untergrundes zweifarbige Moleküle beigemischt sind.
• Weiterbildungen der Erfindung sind in den UnteransprUchen angegeben.
• Einzelheiten, Anwendungen und Vorteile der Erfindung sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels naher erlSutert Es zeigen Fig. 1 eine Anzeigezelle mit nematischem Fldssigkristall in llelixstruktur; Fig. 2 ein Diagramm der Wirkung jedes Elements der Zelle entsprechend Fig. 1 auf das Licht spektrum; Fig. 3 ein Diagramm der Wirkung der verschiedenen Elemente der Zelle im Anzeigebereich; und Fig. 4 ein Diagramm entsprechend dem der Fig. 3, aber für den Untergrundbereich.
• Die in Fig. 1 dargestellte Zelle besteht aus zwei Glasplatten 1 und 2, zwischen denen eine Mischung 3 aus Flüssigkristall und zwei farbigen Molekülen eingeschlossen ist. Ein Rahmen 4 aus gesintertem Glas verschließt den Raum, in den sich die Misc!iuncj 3 befindet Die Platten 1 und 2 tragen auf ihren Innenseiten Leitbahnen 5 und 6, die die Anzeige steuern sollen. Zwei gekreuzte tolarisatoren 7 und 8 sind zu beiden Seiten der Zelle angeordnet, und außerdem liegt hinter dem Polarisator 8 ein Streureflektor 9.
• In der realisierten Ausführungsform ist das verwendete Flüssigkristall vom Typ ROTN 200 von der Firma lloffmann-La Roche. Mit diesem Flüssigkristall werden zweifarbige Moleküle vermischt. Sie haben die Eigenschaft, den blauen Teil des Spektrums für die ihnen parallele Lichtkomponente zu absorbieren Der vordere Polarisator 7 ist von selektiver Art wie der in Handel unter der Bezeichnung POLAROID DT blue bekannte risator Er hat die Eigenschaft, praktisch nur das rote Nicht zu polarisieren, während der Rest des Spektrums nur wenig beeinflußt wird.
• Der hintere Polarisator 8 ist von neutraler Art wie der in Handel unter der Bezeichnung POLAROID Typ HN55 bekannte Polarisator, der das Nicht auf dem gesamten sichtbaren Spektrum polarisiert.
• Diese Anordnung führt zu einer Zelle, in der die Anzeige in blau auf einem sehr leuchtenden, grünlich/gelben Untergrund erscheint, was besonders vom Gesichtspunkt der Farbtonübereinstimmung für eine mit einem Stahlgehäuse versehene Uhr geeignet ist.
• Fig. 2 erklärt schematisch den Betrieb einer solchen Zelle unter der Annahme, daß das einfallende Licht weiß ist, d.h.
• daß alle Komponenten des Spektrums die gleiche Bedeutung haben, Die drei Grundfarben, die es ermöglichen, das gesamte Spektrum wiederherzustellen, sind das Rot, das Grün und das Blau.
• Die Teile 2a und 2b der Fig. 2 zeigen die Übertragungseigenschaften der drei aktiven Elemente der Zelle, wobei Teil 2a der den zweifarbigen Molekülen parallelenKomponente des Nichtes entspricht, nämlich des selektiven Polarisators 7 Zeile A), der zweifarbigen Mischung in Schraubenforn 3 (eiLe B) und des neutralen itolarisators 8 (Zeile C). Der Teil 2b entspricht der senkrechten Komponente. Man stellt fest, dat3 diese drei aktiven Elemente nur eine der Komponenten des Lichts beeinflüssen, d.h. diejenige, die parallel zu ihren weifarbigen Avlekülen verläuft. Auf diese Weise läßt der vordere selektive Polarisator 7 für die eine seiner Komponenten das gesamte Spektrum durch und absorbiert das Rot für die andere. Die Mischung 3 läßt das Grün und das Rot durch und absorbiert das Blau für die eine der Komponenten, wobei sie für die andere das gesamte Spektrum durchläßt. Was den hinteren neutralen Polarisator 8 angeht, so absorbiert er die eine der Kom»nenten völlig und läßt das gesamte Spektrum der anderen durch.
• Das Flüssigkristall der Mischung 3 weist bei Fehlen eines Feldes eine Schraubenform auf. Der Winkel zwischen den beiden Extremstellungen der Moleküle auf den beiden Platten beträgt etwa 90°. Die Polarisatoren sind so ausgerichtet, daß sie einen Winkel von etwa 900 mit den zwei farbigen Molekülen der Mischung 3 bilden, die sich nahe den den Polarisatoren benachbarten Wänden befinden. Auf diese Weise sind die Polarisatoren 7 und 8 gekreuzt.
• Wenn man ein elektrisches Feld anlegt, richten sich die Moleküle des Flüssigkristalls der Mischung 3 und damit auch die zweifarbigen Moleküle dieser Mischung senkrecht zur Ebene der Zelle aus.
• Auf diese Weise wird im Anzeigebereich der rote Anteil der ersten Komponente (Fig. 3a, Zeile A) des einfallenden weißen Lichts beim Durchqueren des selektiven Polarisators 7 absorbiert, wShrend die zweite Komponente (Fig. 3b, Zeile nicht verändert wird. Die zweifarbigen Moleküle der Mischung 3 verändcn das Spektrum nicht, weil sie senkrecht zu den Platten der Zelle ausgerichtet sind. Man findet so nach dem Durchlaufen der optisch aktiven Schicht 3 ein identisches Spektrum Das Licht durchquert dann den hinteren Polarisator 8. Da dieser in bezug auf den erstercn gekreuzt ist, wird hier die zweite Komponente des Lichts verändert. Sie wird völlig absorbiert, während die erste Komponente nicht beeinflußt wird. Dann wird das Licht durch den Streureflektor 9 zurückgesandt und durchläuft den gleichen Weg, jedoch in umgekehrter Richtung. Da die Struktur des Spektrums auf dem Rückweg nicht verändert wird, sieht der Betrachter diesen Teil der Anzeige in blauer Farbe.
• In dem Untergrundbereich, d.h. an den Stellen, wo das Flüssigkristall nicht durch ein elektrisches Feld erregt wire (Fig. 4), sind die zweifarbigen Moleküle parallel zu den Platten der Zelle ausgerichtet. Auf diese Weise verändern sie das Spektrum des diese Schicht durchquerenden Lichts. Wie in dem Fall des Anzeigebereichs wird das Spektrum der ersten Komponente (Fig. 4a, Zeile A) des einfallenden Lichts verändert, wobei das Rot in dem selektiven Polarisator 7 absorbiert und die andere Komponente nicht verändert wird.
• Beim Durchqueren des Flüssigkristalls 3 dreht sich die Polarisationsebene des Lichts um 900, da die Struktur des Flüssigkristalls schraubenförmig ist. Außerdem absorbieren die zweifarbigen Moleküle das Blau der zweiten Komponente des Lichts (Fig. 4b, Zeile B). Beim Durchqueren des zweiten Polarisators 8 werden das Blau und das Grün der ersten Komponente absorbiert, während die zweite Komponente nicht verändert wird. Das Licht wird dann durch den Streureflektor 9 reflektiert. Auf dem Rückweg wird das Spektrum nicht verändert. Dieser Bereich erscheint dann dem Benutzer grünlich/gelb, und die Information wird in blau auf einem grünlich/gelben Untergrund gelesen.
• Es versteht sich von selbst, daß durch Auswahl anderer Polarisatoren oder anderer zweifarbiger Moleküle andere Farben erhalten werden können. Man kann beispielsweise durch Verwendung zweier selektiver Polarisatoren mit gleicher Eigenschaft Ton-in-Ton-Anzeigen erhalten. Wenn man im vorerwähnten Beispiel den neutralen Polarisator 8 durch einen dem Polarisator 7, wie er sich vor der Zelle befindet, gleichen selektiven Polarisator ersetzt, erscheinen die Informationen in blau auf hellgrünem Untergrund. Eine solche Zelle ist lichtstärker, aber der chromatische Kontrast ist geringer.
• Wenn man zwei neutrale Polarisatoren verwendet, erhält man eine schwarze Anzeige auf farbigem Untergrund.
• Man kann auch zwei selektive Polarisatoren in zwei verschiedenen Teilen des Spektrums verwenden.
• In einer anderen Abwandlung kann man auch einen Filter oder einen gefärbtenStreureflektor verwenden.
• Es ist zu bemerken, daß es vom einfachen optischen Standpunkt aus gesehen gleichwertig ist, den neutralen Polarisator vor oder hinter der Zelle anzuordnen. Wenn man Polarimetrie-Elemente einsetzt, ist es aber vorzuziehen, den neutralen Polarisator hinter der Zelle anzuordnen.
• Patentansprüche: L e e r s e i t e

Claims (6)

1. Pa tentanspruche 17 Passive elektrooptische Anzeigezelle mit nematischem Flüssigkristall in Helixstruktur mit zwei durchscheinenden, Steuerelektroden tragenden Platten, zwischen denen das Fldssigkristall eingeschlossen ist, und mit zwei vor und hinter den Platten angeordneten Polarisatoren, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß dem Flüssigkristall (3) zur Bestimmung der Farbe des Anzeige-Untergrundes zweifarbige Moleküle beigemischt sind.
2. 2. Zelle nach Anspruch 1, d a d u r c h g e K e n n -z e i c h n e t , daß der eine ihrer Polarisatoren (7) selektiv und der andere (8) neutral ist, so daß die Anzeige in der einen Farbe gefärbt auf einem in einer anderen Farbe gefärbten Untergrund erscheint.
3. 3. Zelle nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der selektive Polarisator (7) vor der Zelle angeordnet ist, während der neutrale Polarisator (8) hinter dieser liegt.
4. 4. Zelle nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß ihre beiden Polarisatoren (7, 8) selektiv und von gleicher Eigenschaft sind, wodurch die Anzeige und der Untergrund die gleiche Farbe, jedoch verschiedene Tönungen aufweisen.
5. 5. Zelle nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß ihre beiden Polarisatoren (7, 8) in zwei verschiedenen Teilen des Spektrums selektiv sind.
6. 6. Zelle nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß ihre beiden Polarisatoren derart neutral sind, daß die Anzeige schwarz auf gefärbtem Untergrund erscheint.